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2000年8月12日，被号称世界“吨位最大、武备最强”的俄罗斯“库尔斯克号”核潜艇在巴伦支海域参加军事演习时遇难，引起国际社会的普遍关注，对核潜艇的救援与打捞提出了许多方案-九年级物理
[db:作者]  2020-05-30 00:00:00  互联网

题文

2000年8月12日，被号称世界“吨位最大、武备最强”的俄罗斯“库尔斯克号”核潜艇在巴伦支海域参加军事演习时遇难，引起国际社会的普遍关注，对核潜艇的救援与打捞提出了许多方案．（海水密度近似取ρ=1.0×103kg/m3．g取10N/kg）①救援方案之一，按海难救援国际惯例，让潜水员从海面潜到遇难核潜艇，打开紧急逃生舱盖．8月19日晚，挪威潜水员用时10分钟从海面下潜到深106米的核潜艇处，打开了紧急逃生舱盖．求潜水员下潜时的平均速度是多少米/分钟？
②若舱盖面积S=0.5m2，则海水对舱盖的压力F约为多大？
③打捞方案之一，在潜艇周围缠满可充气的负载量大的浮力袋，用增大浮力的办法打捞．已知潜艇的质量m=1.4×107kg，若每只浮力袋充气后的体积V0=10m3，请估计需用这种浮力袋多少只：[提示：由于只是估算，所以粗略计算需用浮力袋的只数时，可以忽略充气浮力袋的重力和核潜艇排开水的重力，而近似认为是充气浮力袋所受的浮力来托起核潜艇的重力]
④试分析浮力袋充气后，核潜艇在水中的运动情况．

题型：计算题  难度：中档

答案

解：
①潜水员下潜时的平均速度v==10.6m/min；
②海水对舱盖的压强P=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×106m=1.06×106Pa
海水对舱盖的压力F=PS=1.06×106Pa×0.5m2=5.3×105N
③根据提示，可以知道F浮=G潜
即：ρ水gV总=m潜g所以，V总 ==1.4×104m3
浮力袋的个数n==1.4×103只
④根据提示，忽略了充气浮力袋的重力和核潜艇排开水的重力，所以浮力袋充气后，所受的总浮力大于总重力，因此，核潜艇会加速上升．

据专家权威分析，试题“2000年8月12日，被号称世界“吨位最大、武备最强”的俄罗斯“库尔斯..”主要考查你对  浮力及阿基米德原理，液体压强的计算，压强的大小及其计算，浮力的应用，平均速度的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

浮力及阿基米德原理液体压强的计算压强的大小及其计算浮力的应用平均速度的计算

考点名称：浮力及阿基米德原理

  • 浮力：
    （1）定义：浸在液体中的物体受到向上托的力叫做浮力。
    （2）施力物体与受力物体：浮力的施力物体是液体 (或气体)，受力物体是浸入液体(或气体)中的物体。
    （3）方向：浮力的方向总是竖直向上的。
    阿基米德原理：
    （1）原理内容：浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
    （2）公式：，式中ρ液表示液体的密度，V排是被物体排开的液体的体积，g取9．8N／kg。

  • 浮力大小跟哪些因素：
    有关浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体中的体积有关，跟液体的密度有关，跟物体浸入液体中的深度无关。跟物体本身密度大小无关。

  • 阿基米德原理的五点透析：
    (1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上。

    (2)G排指被物体排开的液体所受的重力，F浮= G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。

    (3)V排是表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V排=V物；当物体只有一部分浸入液体里时，则V排<V物。

    (4)由可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。

    (5)阿基米德原理也适用于气体，但公式中ρ液应该为ρ气。

    控制变量法探究影响浮力大小的因素:
         探究浮力的大小跟哪些因素有关时，用“控制变量法”的思想去分析和设计，具体采用“称量法”来进行探究，既能从弹簧测力计示数的变化中体验浮力，同时，还能准确地测出浮力的大小。
    例1小明在生活中发现木块总浮在水面，铁块却沉入水底，因此他提出两个问题：
    问题1：浸入水中的铁块是否受到浮力?
    问题2：浮力大小与哪些因素有关?
    为此他做了进一步的猜想，设计并完成了如图所示实验，
    (1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块__(选填 “受到”或“不受到”)浮力；
    (2)做___(选填字母)两次实验，是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关；
    (3)做(d)、(e)两次实验，是为了探究浮力大小与 __的关系。

    解析(1)物体在水中时受到水向上托的力，因此示数会变小。
    (2)研究浮力与深度的关系时，应保持V排和ρ液不变，改变深度。
    (3)在V排不变时，改变ρ液，发现浮力大小改变，说明浮力大小与ρ液有关。
    答案(1)受到(2)(c)、(d)(3)液体密度

    公式法求浮力:
         公式法也称原理法，根据阿基米德原理，浸入液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力(表达式为：F浮=G排=ρ液gV排)。此方法适用于所有浮力的计算。
    例1一个重6N的实心物体，用手拿着使它刚好浸没在水中，此时物体排开的水重是10N，则该物体受到的浮力大小为____N。
    解析由阿基米德原理可知，F浮=G排=10N。
    答案10

    实验法探究阿基米德原理:
         探究阿基米德原理的实验，就是探究“浮力大小等于什么”的实验，结论是浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。实验时，用重力差法求出物体所受浮力大小，用弹簧测力计测出排开液体重力的大小，最后把浮力与排开液体的重力相比较。实验过程中注意溢水杯中的液体达到溢口，以保证物体排开的液体全部流入小桶。
    例1在探究“浮力大小等于什么”的实验中，小明同学的一次操作过程如图所示。

     (1)测出铁块所受到的重力G铁；
    (2)将水倒入溢水杯中；
    (3)把铁块浸入溢水杯中，读出弹簧测力计示数F；
    (4)测出小桶和被排开水的总重力G；
    (5)记录分析数据，归纳总结实验结论，整理器材。
    分析评估小明的实验，指出存在的问题并改正。
    解析:在探究“浮力大小等于什么”的实验中，探究的结论是浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力，所以实验时，需要用弹簧测力计测出铁块受到的浮力和它排开水的重力进行比较得出结论，因此实验过程中需要测空小桶的重力G桶，并且将溢水杯中的水加至溢水口处。
    答案:存在的问题：
    (1)没有测空小桶的重力 (2)溢水杯的水量不足
    改正：(1)测空小桶的重力G桶(2)将溢水杯中的水加至溢水口处

  • 浮力知识梳理：

  • 曹冲称象中的浮力知识：
       例曹冲利用浮力知识，巧妙地测出了大象的体重。请你写出他运用的与浮力有关的知识_____、 ____，另外，他所用到的科学研究方法是：_____和______.
      
       解析:曹冲称象的过程是首先把大象放在船上，在水面处的船舷上刻一条线，然后把大象牵上岸。再往船上放入石块，直到船下沉到船舷上的线再次与水面相平时为止，称出此时船上石头的质量即为大象的质量。两次船舷上的线与水面相平，根据阿基米德原理可知，为了让两次船排开水的体积相同，进而让两次的浮力相同，再根据浮沉条件，漂浮时重力等于浮力可知：船重+大象重=船重+石头重，用多块石头的质量替代了不可拆分的大象的质量，这是等效替代法在浮力中的一个典型应用。
     
       答案:浮沉条件  阿基米德原理  等效替代法化整为零法

考点名称：液体压强的计算

  • 液体压强的计算公式：
    P=ρgh（ρ是液体密度，单位是千克/米3；g=9.8牛/千克；h是深度，指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离，单位是米。）

  • 对液体压强公式的理解
    1．由公式可知，液体内部的压强只跟液体的密度和深度有关，而跟液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积等无关。

    2．公式只适用于计算静止的液体产生的压强，而对固体、气体或流动的液体均不适用。

    3．在液体压强公式中h表示深度，而不是高度。判断出h的大小是计算液体压强的关键，如图所示，甲图中A点的深度为30cm，乙图中B点的深度为 40cm．丙图中C点的深度为50cm。

    4．运用公式时应统一单位：ρ的单位用kg／m3，h 的单位用m，计算出的压强单位才是Pa。 

    5．两公式的区别与联系：是压强的定义式，  无论固体、液体还是气体，它都是普遍适用的；而是结合液体的具体情况通过推导出来的，所以适用于液体。

    6．用公式求出的压强是液体由于自身重力产生的压强，它不包括液体受到的外加压强。

    转换法和控制变量法探究液体压强大小跟哪些因素有关：
         在探究液体压强的大小时，由于液体压强的大小不易测量或是不能直接观测到它的大小，我们用“转换法”，通过液体压强计中两玻璃管液面的高度差的大小来比较液体压强的大小，将抽象的东西变成了直观且形象的东两，使问题简化了。

        由于液体内部压强跟液体的深度和液体密度两方面因素有关，所以在探究液体内部压强的规律时要采用控制变量法，即在探究液体压强与深度的关系时，要保持液体密度不变，在探究液体压强与液体的密度关系时，要保持液体的深度不变。

考点名称：压强的大小及其计算

  • 计算公式：
    P=F/S，式中p单位是：帕斯卡，简称：帕，1帕=1牛/米2，压力F单位是：牛；受力面积S单位是：米2。

  • 对压强公式的理解：
    1．此公式适用于任何情况，即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。

    2．此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m2。在计算物体的压强时，只有当F的单位为N，S 的单位为m2时，压强的单位才能是Pa，因此在计算中必须统一单位。

    3．一张报纸平放时对桌子的压强约0．5Pa。成人站立时对地面的压强约为1．5×104Pa，它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为1．5× 104N。

    4．公式中的，是压力而不是重力。即使在某些情况下，压力在数值上等于物体所受的重力，也不应把公式直接写成，而应先注明F=G得：。

    5．公式中的受力面积S，是指受力物体发生形变的那部分面积，也就是两物体的实际接触面积，而不一定是受力物体的表面积。如图所示，一个圆台形物体置于水平地面上，分别采用A、B两种方式放置，对地面的压力不变，但图A中受力面积是S2，图B中受力面积为S1，而它们都与水平地面的面积大小无关。

    6.  由公式推导出F=pS和可用于计算压力和受力面积的大小。

    巧用求柱体压强：
      将一密度均匀、高为h的圆柱体放在水平桌面上，桌面受到的压强，所圆柱体(包括长方体、正方体等)产生的压强，只与固体的密度和高度有关，而与固体的重力、体积和底面积因素无关，应用公式就给解这类题带来很大方便。
    例1如图所示，两圆柱形铁柱的底面半径之比是 3：1，高度相同，则它们对水平地面的压强之比为（   ）

    A．3：1B．1：3C．1：1D．9：l
    解析：本题是分析圆柱体的压强，可直接利用公式进行分析。因为两圆柱体的密度相同、高度相同，所以压强相同，选项C正确。
    答案：C

考点名称：浮力的应用

  • 浮力的应用：轮船、潜水艇、气球和飞艇等。

  • 浮力的利用：
    1．盐水选种我国农民常采用盐水浸泡法来选种，如图，这种方法是把种子放入浓度适宜的盐水中，干瘪、虫蛀的种子密度小于盐水的密度会上浮至液面，而饱满的种子则因为密度大于盐水的密度因此它们会沉在底部。

    2．轮船用密度大于水的材料制成能够浮在水面的物体，必须使它能够排开更多的水。根据这个原理，人们制造了轮船，轮船是用密度大于水的钢铁制成的，把它做成空心的，使它的平均密度小于水的密度时，它就会漂浮在水面上，这时船受到的浮力等于自身的重力，所以能浮在水面上。只要船的重力不变，无论船在海里还是河里，它受到的浮力不变。根据阿基米德原理如： G排=ρ液gV排。它在海里和河里浸入水中的体积不同。轮船的大小通常用排水量来表示，排水量就是轮船按设计的要求装满货物即满载时排开水的质量。
    3．潜水艇
    (1)潜水艇的上浮和下沉是靠压缩空气调节水舱里水的多少来控制自身的重力而实现浮沉的。(如图所示)

     (2)浸没在水中的潜水艇排开水的体积，无论下潜多深，始终不变，所以潜水艇所受的浮力始终不变。若要下沉，可充水，使F浮<G。；若要上浮，可排水，使F浮> G。在潜水艇浮出海面的过程中，因为排开水的体积减小，所以浮力逐渐减小，当它在海面上行驶时，受到的浮力大小等于潜水艇的重力。

考点名称：平均速度的计算

  • 定义：平均速度来描述物体运动的快慢。它表示的是物体在某一段路程内（或某一段时间内）运动的快慢程度。
    公式：用表示平均速度，用s表示路程，用t表示时间，平均速度的公式为：=。

  • 巧测平均速度：
        测量物体的平均速度，需要测出物体通过的路程s和所用的时间t。路程s用刻度尺测量，时间t用计时的停表、手表等测量，再根据速度公式v=计算出平均速度。但有时可以巧妙的借助于其他已知的距离作参照，而不必用刻度尺去测量路程。

    1．测骑自行车的平均速度方法：
         利用学校操场上跑道的长度来测量。学校操场上的跑道长是已知的，如400m的跑道。用手表测出自己慢速、中速、快速骑自行车时通过．400m跑道所用的时间，则可计算出慢速、中速、快速骑自行车时的平均速度。

    2．估测汽车的平均速度方法：
         利用路边的里程碑来测量。公路边上都设置有里程碑，它是公路长度的标记。从某一里程碑，如10km处开始计时，当汽车通过 40km的里程碑时结束计时，则汽车通过的路程s： 40km—10km=30km。再根据汽车通过这段路程所用的时间，即可计算出汽车的平均速度。

    3．估测火车的平均速度方法：
        利用火车经过铁轨接口时发出的撞击声来测量。我同的铁轨每根长为12．5m。乘火车时总能听到有节奏的“嘎嘎”声。这是火车经过铁轨接口时发出的撞击声。用手表测量时间，从听到某组“嘎嘎”声开始计时，并同时从零开始数“嘎嘎”声：0、l、2、3……如存 1min内数得火车发出80组“嘎嘎”声，则火车住1min内通过的路程s=12．5×80m=1000m。根据路程和时间即可计算出火车在这1min内的平均速度v= 60km／h。

    生活中测量速度的方法：
    我们可以通过测量物体运动所经过的路程的长度，时间，然后应用公式计算物体运动的速度。
    如借助光电计时器(如图)测量小车通过一段距离的时间，从而计算出小车的运动速度。

    我们还可以用速度仪等仪器(如图)直接测量物体运动的速度。

  • 对平均速度的理解：
    ①平均速度用来粗略地描述做变速运动的物体的平均快慢程度，知道了一个做变速运动的物体的平均速度，就大体上知道了它运动的快慢，但不能精确地知道它的运动情况，即不知它何时加速，何时减速，何时中途停留。也不能准确说明物体每时每刻的位置。
    ②计算平均速度时，必须指明是哪一段路程上或哪一段时间内的平均速度。因为不同路程上或不同时间内的平均速度通常情况下是不同的。
    ⑧平均速度不是速度的算术平均值，全程的平均速度也不是各段平均速度的算术平均值，应该根据公式用总路程除以总时间去求得。

    利用列车的运行时刻表计算平均速度：
         计算做变速运动的物体在某段路程中的平均速度时，一定要用运动物体总共所用的时间，包括静止时所占用的时问。

    例2010年4月，福厦高速铁路的开通促进了海两的建设和发展。福州到厦门铁路全程约276km，下表为列车运行时刻表。问：
    (1)D6215动车组从福州直达厦门的运行时间是多少?其平均速度是多少?
    (2)动车组刹车后还要继续向前滑行一段距离，其原因是什么

    解析：（1）

    （2）见答案

    答案：(1)1．5h   184km/h (2)动车组由于具有惯性，所以它在刹车后还要继续向前滑行一段距离才会停下来。
http://www.00-edu.com/html/202005/70376.html十二生肖
十二星座